Pertimbangkan alat hemodialisis menggunakan modul serat berlubang pada Gambar 24

Pertimbangkan alat hemodialisis menggunakan modul serat berlubang pada Gambar 24.1, beroperasi 12 jam ∕
minggu (3 hari, 4 jam ∕ hari) di pusat dialisis. Seperti diperlihatkan dalam Contoh 24.1, dengan laju aliran darah 200
mL ∕ mnt dan laju aliran dialisat 500 mL coefficient mnt, koefisien perpindahan massa keseluruhannya diperkirakan
Ki = 0,000468 cm ∕ s.
a) Untuk merancang alat hemodialisis rumah, asumsikan operasi 42 jam ∕ minggu (7 hari, 6 jam ∕ hari) saat pasien
tidur. Kurangi laju aliran darah hingga sepertiga (hingga 133 mL ∕ mnt) dan laju aliran dialisat ke (300 mL ∕ mnt) —
sebuah keuntungan besar saat tidur. Sebagai langkah pertama dalam mendesain ulang modul, anggap tidak ada
perubahan dalam geometri dan perkirakan koefisien perpindahan massa di dalam serat, kb (di mana darah mengalir).
Gunakan korelasinya:
di mana L adalah panjang serat-berongga, Di adalah jari-jari dalamnya, NSh adalah Nomor Sherwood, dan NPeM
adalah Nomor Peclet untuk transfer massa. Kemudian, dengan asumsi tidak ada perubahan dalam koefisien
perpindahan massa di bagian luar serat, kd (di mana dialisat mengalir), perkirakan pengurangan dalam Ki.
(B) Meningkatkan permeabilitas membran dengan faktor 10. Perkirakan peningkatan Ki.
Catatan: Perhitungan ini hanyalah langkah pertama dalam proses berulang untuk mendesain ulang modul serat
berlubang untuk hemodialisis rumah seperti yang dilakukan dalam Latihan 24.5.
Untuk alat hemodialisis rumah yang beroperasi dengan laju aliran darah 133 mL ∕ mnt dan laju aliran dialisat 300
mL ∕ mnt, koefisien transfer massa sisi-serat (sisi-darah) adalah 0,00152 cm, s, permeabilitasnya 3 × 10−5cm2∕, dan
koefisien perpindahan massa keseluruhan adalah 0,000597 cm∕.
(a) Perkirakan koefisien perpindahan massa sisi dialisat. (B) Ketika koefisien perpindahan massa keseluruhan
digandakan, bagaimana harus koefisien perpindahan massa sisi dialisat harus disesuaikan. Yaitu, hitung nilai baru
untuk koefisien perpindahan massa sisi-dialisat.
Beberapa langkah kunci dalam prosedur desain disajikan berikutnya, dimulai dengan estimasi koefisien transfer
massa untuk pengangkutan urea melintasi membran. Selanjutnya, penurunan tekanan diperkirakan di dalam dan di
luar serat berlubang. Kemudian, model transfer massa diselesaikan untuk konsentrasi urea dalam aliran darah
sebagai fungsi waktu, yang membantu dalam mengukur ukuran perangkat dialisis.
Laju perpindahan massa urea dari plasma darah melalui membran dan ke dialisat diberikan oleh